不到1毫米長的線蟲,嫩綠的水稻幼苗,大小只有針尖1%的鏈霉菌,浸泡在溶液中的蛋白質晶體……去年11月,在跟隨神舟八號在太空中飛行了16天半后,它們全部順利返回地面,馬不停蹄地進入實驗室接受科學家的全面“體檢”,看看它們到底從太空帶回了什么驚喜。
“現在半年過去了,中方科學家參與的11項空間生命科學實驗已經到了‘收獲期’。”5月底,中科院空間科學與應用總體部的一間會議室里氣氛輕松,各項實驗負責人的臉上早已沒有了當初“神八”剛剛返回時的緊張,“這些科學實驗現在已取得不少研究成果,并且發表了論文,而且還有很多深入研究的空間。”這11項實驗,樣品成功率達到96%。
“我們從搭載樣品中篩選出幾株發生特殊誘變的菌株,而且還發現,鏈霉菌在空間環境中產生抗生素的效率更高。”小小的鏈霉菌是中科院微生物所研究員黃英的“寶貝”,她指著顯微鏡下的實驗照片對《中國科學報》記者解釋說,鏈霉菌屬微生物,是放線菌的一種,而70%的抗生素由放線菌產生。
讓黃英感到驚喜的是,“太空旅行”后的鏈霉菌地生長速度大幅度提高。它們在太空中肆無忌憚地生長,殺死了更多的枯草芽孢桿菌,這說明它們釋放出的抗生素濃度高于地球上的同類。
“將來不論是在太空環境中,還是通過地面模擬微重力環境,這項研究都為大量生產某些抗生素藥物提供了研究基礎。”有這么好的應用前景,黃英露出滿臉笑容。
它們有著好聽的名字——秀麗線蟲,在自然狀態下它們生活在泥土中,以細菌為食。而在“神八”的太空實驗里,它們被裝進小盒子,體驗著與宇航員一樣的微重力環境。
“宇航員進入太空后會有許多不適應癥,因為線蟲的肌肉組織和人體肌肉組織比較像,所以我們希望通過線蟲去研究它在太空中肌肉的一些功能。”中科院水生生物所副研究員王高鴻對《中國科學報》記者說。
“回來后,我們看到線蟲的行為能力降低了,確實和宇航員的肌肉萎縮有某種聯系。”
王高鴻認為,這次驗證的結果非常可喜,研究會為宇航員肌肉萎縮等病癥提供生物學基礎和機理,也為開發預防疾病發生的藥物提供幫助。
“我們將水稻種子在地面接種,然后送上太空萌發生長。”中科院植物所的溫曉剛說,水稻是空間生命支持系統中重要的食物來源,對于未來宇航員在太空進行長期作業,這項研究必不可少。
回到地面后,水稻幼苗繼續在溫曉剛的實驗室中生長。
“我們發現它可以進行基本的生長發育,和地面沒有顯著差別。但由于光合活性低于地面生長的幼苗,發育得也沒有地面上那么好。”溫曉剛說,空間微重力會造成高等植物光合機構葉綠體中的類囊體膜結構發生改變,比如類囊體膜垛疊的基粒組分減少等,這種變化可能對植物光合系統的功能造成一定影響。
“以后要在空間站種植的話,首選應該是生菜這種沙拉型蔬菜。水稻、小麥可以應用于月球基地這樣的太空生保系統,那就是更長遠的事情了。”溫曉剛笑著說。
其實,除了上面提到的幾項實驗外,我國科學家還利用“神八”的太空微重力環境培養蛋白質晶體,得到的4種蛋白質晶體質量較地面對照或以往結果得到顯著改善,出晶率達到創新高的85.7%,將來或許可依據研究數據開發一些新的藥品。
此外,中科院水生所還在“神八”上構建了一個小型“生物圈”。這個水生態系統以纖細裸藻和小球藻作為主要生產者,澳洲水泡螺作為主要消費者,同時以自組織形式共培養細菌作為分解者,邁出了在太空自主建立受控生態生命保障系統的重要一步。
正如“神八”空間應用系統總體主任設計師趙黎平所言:“我國在未來后續空間站的空間應用和科學研究上,肯定要有很大的發展。”
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